【題目】氨氣在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用十分廣泛。

(1)以CO2與NH3為原料合成尿素的主要反應(yīng)如下:

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159kJ·mol-1

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+72kJ·mol-1

H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1

則反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=______kJ·mol-1

(2)某溫度下,向容積為100 ml的密閉容器中通入4molNH3和2molCO2發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),物質(zhì)X的濃度變化曲線如下圖所示。

①前5s內(nèi),v(H2O)=__________

②該條件下的平衡常數(shù)K=_______

(3)T℃時,將等物質(zhì)的量的NO和CO充入體積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過程(0——15min)中NO的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。

①平衡時若保持溫度不變,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡將____(填“向左”“向右”或“不”)移動。

②圖中a、b分別表示在一定溫度下,使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時,達到平衡過程中n(NO)的變化曲線,其中表示催化劑表面積較大的曲線是______(填“a”或“b”)。

③15min時,若改變外界反應(yīng)條件,導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化,則改變的條件可能是____。

(4)垃圾滲濾液中含有大量的氨氮物質(zhì)(用NH3表示)和氯化物,把垃圾滲濾液加入如圖所示的電解池(電極為惰性材料)中進行電解除去NH3,凈化污水。該凈化過程分兩步:第一步電解產(chǎn)生氧化劑,第二步氧化劑氧化氨氮物質(zhì)生成N2。

①寫出第二步反應(yīng)的化學方程式_________。

②若垃圾滲濾液中氨氮物質(zhì)的含量為1.7%,則理論上電解1t該污水,電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________。

【答案】-1311mol·L-1·s-12.5×10-3向右b增大CO的物質(zhì)的量濃度(或增大壓強)3Cl2+2NH3=N2+6HCl(或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl)3×103NA

【解析】

(1)已知:2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159 kJmol-1 ①,

NH2CO2NH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+72 kJmol-1 ②,H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol1

將①+②-③可得:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=(-159 kJmol-1)+(+72 kJmol-1)-(+44 kJ·mol)=-131 KJ/mol;

(2)①圖示為NH3的濃度隨時間的變化曲線,5s時NH3的濃度有40 mol/L降為30 mol/L,則v(NH3)==2 mol·L1·s1,v(H2O)=v(NH3)=1 mol·L1·s1;

②平衡時NH3的濃度為20 mol/L,NH3的濃度為20 mol/L,則平衡時CO2的濃度為10 mol/L,H2O(g)的濃度為10 mol/L,該條件下的平衡常數(shù)K====2.5×103

(3)①起始時,NO為0.4 mol,平衡時NO為0.2 mol,
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2
起始物質(zhì)的量:0.4 mol0.4 mol 0 0
轉(zhuǎn)化的物質(zhì)量:0.2 mol0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
平衡物質(zhì)的量:0.2 mol 0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
則平衡時的濃度:c(NO)=0.1 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L,c(CO2)=0.1 mol/L,c(N2)=0.05 mol/L,
k==5 (mol/L)-1;
平衡時若保持溫度不變,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,則c(CO)=0.5 mol/L,c(N2)=0.45 mol/L,
Qc==1.8<k,則平衡將向右移動;

②催化劑表面積較大,反應(yīng)速率快,達到平衡所用時間短,由圖可知,b曲線代表的條件下反應(yīng)速率快,所以b的催化劑的表面積大;

③由圖象可知,NO的濃度減小,平衡向正方向移動,所以改變的條件為增加CO的物質(zhì)的量濃度或增大壓強;

(4)①根據(jù)圖示知道:A電極是電解池的陽極,該電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),可以得到氧化劑,根據(jù)離子的放電順序,即氯離子失電子產(chǎn)生氯氣的過程,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑;第二步氧化劑氯氣氧化氨氮物質(zhì)即氨氣生成N2的過程,發(fā)生的反應(yīng)為:3Cl2+2NH3=N2+6HCl;

②1t該污水中氨氮物質(zhì)的含量為1.7%,質(zhì)量為1×106 g×1.7%=1.7×104 g,則理論上電解轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.7×104 g÷17 g/mol×3=3×103 mol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3×103 NA。

點晴:側(cè)重于考查學生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力和計算能力,注意把握三段式在化學平衡計算中的應(yīng)用,注意題干信息的應(yīng)用是關(guān)鍵,該電解池(電極為惰性材料)電解除去NH3,凈化污水.該凈化過程分兩步:第一步電解產(chǎn)生氧化劑,即產(chǎn)生能將氨氧化為氮氣的物質(zhì),第二步氧化劑氧化氨氮物質(zhì)生成N2,據(jù)電解池的工作原理結(jié)合發(fā)生的反應(yīng)來回答。

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(2)下圖是從海水中提取鎂的簡單流程。

①操作A是 _______________________。

②無水MgCl2在熔融狀態(tài)下,通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2,該反應(yīng)的化學方程式為_____。

③海水提鎂的過程,為什么要將海水中的氯化鎂轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸V,再轉(zhuǎn)變?yōu)槁然V?____。

(3)海帶灰中富含以I形式存在的碘元素。實驗室提取I2的途徑如下所示:

①灼燒海帶至灰燼時所用的主要儀器名稱是________(填序號)。

a.坩堝 b.試管 c.蒸發(fā)皿 d.燒杯

②向酸化的濾液中加過氧化氫溶液,寫出該反應(yīng)的離子方程式________________。

③用CCl4提取碘時除了用CCl4還可以選用的試劑是________(填字母序號)。

a.苯 b.乙醇 c.乙酸

④為檢驗用CCl4提取碘后的水溶液中是否還含有碘單質(zhì)。請寫出該實驗的實驗步驟、現(xiàn)象及結(jié)論:_______。

(4)利用海底的“可燃冰”制作的燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2KOH = K2CO3+3H2O,則該燃料電池的負極的電極反應(yīng)為__________________

(5)海底的煤經(jīng)綜合利用開發(fā)的副產(chǎn)物CO2能生產(chǎn)甲醇燃料,其反應(yīng)的方程式為:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某科學實驗將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖實線所示。a,b,c,d括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示坐標。

①a點正反應(yīng)速率_________(填“大于、等于或小于”)a點逆反應(yīng)速率。

②平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度是___________mol/L。

③能夠說明該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的標志是_______(雙選)。

A.單位時間內(nèi)消耗1molCO2,同時生成3mol H2

B.混合氣體的密度不隨時間變化

C.CH3OH、H2的濃度不再隨時間變化

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物質(zhì)

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分離方法

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洗氣


A.A
B.B
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